Op-Amp आउटपुट में आवधिक कलाकृति के स्रोत की पहचान करना


36

मेरे MAX44251 दोहरे ऑप-एम्प के आउटपुट में बहुत कम अवांछित 131KHz आवधिक विरूपण साक्ष्य हैं, प्रतीत होता है कि यह कैसे कॉन्फ़िगर किया गया है।

मेरी धारणा ईएमआई थी, लेकिन मैं इस 131KHz सिग्नल को सर्किट के किसी अन्य भाग पर नहीं देख सकता। मैंने इसे कई इमारतों में भी परीक्षण किया है, कई जांच के साथ, अन्य सभी इलेक्ट्रॉनिक्स बंद हो गए, और पन्नी परिरक्षण से घिरा हुआ है।

इसे हटाने के लिए मुझे क्या प्रयास करना चाहिए? मैं कम से कम 1mV के तहत शोर के साथ एक वोल्टेज अनुयायी को प्राप्त करना चाहूंगा।

यहाँ छवि विवरण दर्ज करें




चिप को मूल रूप से अधिक जटिल सर्किट में इस्तेमाल किया गया था जब मैंने पहली बार समस्या पर ध्यान दिया था। लेकिन, इस मुद्दे को अलग करने के लिए मैंने ताजा घटकों के साथ एक नया परीक्षण पीसीबी बनाया। मैंने परीक्षण करते समय चिप को अलग-अलग तरीके से कॉन्फ़िगर करने के लिए अतिरिक्त पैड छोड़ा।

यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

अभी यह बहुत सरल रूप से कॉन्फ़िगर किया गया है:

ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध

बाईपास कैप तल के तल की परत पर होती है। Vias हाथ मिलाप कर रहे हैं।

मैंने एगिलेंट 10 एक्स निष्क्रिय जांच (यह देखना मुश्किल है) के माध्यम से और निम्नलिखित की तरह एक जांच के माध्यम से प्रभाव को देखा है, जिसके साथ मैं 2mv / div में सभी तरह से ज़ूम कर सकता हूं। मूल रूप से, यह देखा गया था क्योंकि आउटपुट एक तुलनित्र को खिलाया जाता है, और तुलनित्र आउटपुट ने संकेत दिया कि इनपुट सिग्नल आयाम> वांछित 2mV था।

यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

तरंग आवधिक है लेकिन अजीब तरह का है। यहाँ विभिन्न कोणों से कुछ चित्र हैं:

200 एनएस बंद कर दिया

200 एनएस बंद कर दिया

50 एनएस फ्री रनिंग

50 एनएस फ्री रनिंग

20 एनएस मुफ्त चल रहा है

20 एनएस मुफ्त चल रहा है

10 एनएस स्टॉप्ड

10 एनएस स्टॉप्ड


6
गुणवत्ता योजनाबद्ध, परीक्षण सेटअप का वर्णन, मनाया संकेत का स्क्रीनशॉट, जहां तक ​​संभव हो समस्या को अलग करना, एक अच्छी तरह से परिभाषित प्रश्न पूछना ... आपका प्रश्न मेरी आत्मा के लिए शुद्ध खुशी है!
मार्कस मुलर

3
आपकी बिजली की आपूर्ति क्या है? यह एक हिरन या flyback कनवर्टर की नज़र है जो मुझे बज रहा है .... जो भी आप उपयोग कर रहे हैं उसके बजाय अपनी आपूर्ति के रूप में बैटरी के साथ इसे आज़माएं। क्या आप स्पाइक्स में से एक में ज़ूम कर सकते हैं?
दान मिल्स

1
उह ओह। डेटा पत्रक, पृष्ठ 7, आंकड़े की दूसरी पंक्ति, दूर दाईं ओर आकृति देखें। "इनपुट वोल्टेज शोर बनाम आवृत्ति"। वहाँ एक बदसूरत स्पाइक है ... 65 kHz, जो आपके अवलोकन का आधा हिस्सा होता है, लेकिन यह ग्राफ़ 131 kHz पर भी नहीं जाता है।
मार्कस मुलर

2
@DanMills मैंने इसे दो 9V बैटरी से +/- 9V के साथ आज़माया, कलाकृतियों में समान है।
कीगन जय

1
@JayKeegan करता है कि Opamp में कोई सक्रिय तापमान मुआवजा या एक स्वचालित ऑफसेट सुधार है? कुछ की आवेग प्रतिक्रिया की तरह लग रहा है मुझे एक छोटी आवेग को देखकर ... अगर यह एक डिजिटल प्रणाली थी, मैं कहूँगा कि वहाँ एकल पोल IIR हर रीसेट किया जा रहा है1131 kHz

जवाबों:


15

मैं वास्तव में नहीं बता सकता कि क्या यह वास्तव में एक लक्षण है जो डेटाशीट में वर्णित है:

शोर बनाम फ़्रीक

ध्यान दें कि से अधिक का स्पाइक कैसा है30nVHz

इसे हटाने के लिए मुझे क्या प्रयास करना चाहिए? मैं कम से कम 1mV के तहत शोर के साथ एक वोल्टेज अनुयायी को प्राप्त करना चाहूंगा।

यदि आपको केवल एक कम-बैंडविड्थ वोल्टेज अनुयायी की आवश्यकता है: एक कम-पास फिल्टर का उपयोग करें।

यदि आपको 65 kHz और उससे ऊपर के सिग्नल की आवश्यकता है: एक RLC पायदान (बैंड-स्टॉप) शायद सबसे अच्छा काम करेगा; मेरे पसंदीदा निष्क्रिय फ़िल्टर डिज़ाइन टूल पर एक त्वरित और आलसी डिज़ाइन रन आर = 0.16 L, एल = 1µ एच, सी = 1.5, एफ संभव कॉन्फ़िगरेशन के रूप में प्राप्त हुआ।

आरएलसी पायदान

ध्यान दें कि आप अपने वोल्टेज अनुयायी की प्रतिक्रिया शाखा में उलटा सर्किट (आरएलसी बैंडपास; स्वैप द एल (सी) आर के साथ) का उपयोग करने की कोशिश कर सकते हैं।


2
इस में आपकी मदद के लिए धन्यवाद। मैं दूसरों को इसकी जांच करने के लिए कुछ समय दूंगा, लेकिन मुझे लगता है कि आप सही हैं।
कीगन जे

3
वाह, यह एक बुरी बात है एक opamp में है, और भी बदतर है कि खराब तरीके से डेटाशीट यह कैसे प्रदर्शित करता है, मुझे यकीन है कि ज्यादातर लोग इसे अनदेखा करेंगे
प्लाज्मा

1
@PlasmaHH निष्पक्ष होने के लिए, डेटापत्रक करता आंकड़ा ऊपर तैनात है - लेकिन मैं इस बात से सहमत है, अगर आप कई मेगाहर्ट्ज की बढ़त * BW के साथ स्पष्ट रूप से कुछ बेचने, तुम वहाँ स्पेक्ट्रम में है समय-समय पर स्पर्स उल्लेख करने के लिए चाहते हो सकता है।
मार्कस मुलर

22

ध्यान दें कि यह एक ऑटोज़ेरो एम्पलीफायर है (जिसे हेलिकॉप्टर स्टेबलाइज़्ड भी कहा जाता है) - समय-समय पर इनपुट ऑफसेट का नमूना करके और सामने के अंत में बहाव को काउंटर करने के लिए एक भरपाई ऑफसेट को इंजेक्ट करके कई बहुत कम ऑफसेट ओप्पैम्प्स काम करते हैं। ऐसा करने के लिए इनपुट में एनालॉग स्विच के एक सेट के साथ ओपैंप में एक थरथरानवाला है। यह आउटपुट के साथ क्लॉक फीडरट के साथ-साथ इनपुट पिंस पर चार्ज इंजेक्शन के परिणामस्वरूप हो सकता है।

संभवतः यह डिवाइस स्विचिंग आवृत्ति के रूप में 131kHz का उपयोग कर रहा है।

मुझे मैक्सिम भाग पर कोई विस्तृत जानकारी नहीं मिल रही है, लेकिन यहाँ एक एनालॉग डिवाइसेस भाग के लिए कुछ जानकारी है जो संभवतः समान है:

एनालॉग डिवाइसेस ज़ीरो ड्रिफ्ट ओप्पैम्प

यदि आपको वास्तव में कम ऑफसेट और बहाव की आवश्यकता है, तो वे उपयोग करने के लिए सबसे अच्छे प्रकार के उपकरण हैं - आपको अपने बैंडविड्थ को सीमित करने और घड़ी को फ़िल्टर करने की आवश्यकता हो सकती है।

ऑटो-ज़ीरिंग की बैंडविड्थ सीएमओएस ओप्पैम्प्स में 1 / f शोर को शामिल करने के लिए पर्याप्त है ताकि वे 1kHz से नीचे की आवृत्तियों के लिए बहुत कम शोर कर सकें, ऐसे क्षेत्र जहां सीएमओएस ओप्पैम्प्स की समस्या होती है।

यदि आप घड़ी के शोर को फ़िल्टर नहीं कर सकते हैं तो देखें कि क्या आप एक पारंपरिक भाग का उपयोग कर सकते हैं - उनके पास अक्सर एक खराब बहाव और ऑफसेट प्रदर्शन होगा लेकिन आप उन्हें 100uV ऑफसेट से बेहतर प्राप्त कर सकते हैं। आपको इनपुट बायस करंट का व्यापार भी करना पड़ सकता है क्योंकि द्विध्रुवी इनपुट एम्पलीफायरों आमतौर पर इस पैरामीटर के लिए CMOS से बेहतर होते हैं। द्विध्रुवी आमतौर पर कम शोर होते हैं।

एक समान रैखिक प्रौद्योगिकी भाग (LTC2051) के साथ मेरे पास एक संबंधित समस्या यह है कि ऑटोज़ेरो सर्किटरी को बहुत अधिक समय लग सकता है जब आउटपुट संतृप्त हो जाता है - कई मेगाहर्ट्ज के जीबीडब्ल्यू के साथ एक हिस्से के लिए कई मिलीसेकंड। यह उन्हें किसी भी अनुप्रयोग के लिए अनुपयुक्त बनाता है जो इसके संचालन के सामान्य भाग के रूप में संतृप्त करता है जैसे कि थरथरानवाला या थ्रेशोल्ड डिटेक्टर।


क्या सभी समान शून्य-बहाव ऑप एम्प्स में इतनी बड़ी दालें हैं? या कि सिर्फ कारण यह विशेष सेशन- amp इतना सस्ता है? स्पाइक आयाम इस विशेष विन्यास का एक परिणाम है? मुझे लगता है कि बहुत कम ऑफसेट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के बीच एक बड़ा ओवरलैप है, और उन अनुप्रयोगों को जिनकी केवल डीसी की आवश्यकता होती है, लेकिन 6mV @ 131KHz अभी भी बहुत अधिक लगता है।
कीगन जय

3
हेलिकॉप्टर स्थिर या ऑटो-शून्यिंग एम्पलीफायरों में आम तौर पर आउटपुट पर शोर के माध्यम से देखे जाने वाले घड़ी फीड-थ्रू की संभावना होगी। सभी विक्रेता शोर के बहुत कम स्तर का दावा करते हैं। LT ( cds.linear.com/docs/en/lt-journal/LTC2050_1100_Mag.pdf ) से प्राप्त ऐप नोट आपकी तुलना में थोड़ा बेहतर है, लेकिन ज्यादा नहीं।
केविन व्हाइट

1
मुझे सहमत होना होगा। आपके संकेतों के एनालॉग पथ में चॉपर या सैंपलिंग तकनीक को इंजेक्ट करने वाले किसी भी एनालॉग भाग का उपयोग सावधानी से करने की आवश्यकता है ताकि आप इसे उचित बैंडविड्थ सीमित करने के साथ उपयोग करें ताकि चॉपर आवृत्तियों को आपके उपयोग योग्य आवृत्ति स्पेक्ट्रम से काट दिया जाए।
माइकल करास

6

मैं मार्कस के साथ सहमत हूं, ~ 130 kHz चॉपर स्विचिंग आवृत्ति ~ 65 kHz का दूसरा हार्मोनिक होगा।

आपके Op Amp का घटा हुआ 'क्लोज्ड लूप बैंडविड्थ' दूसरे हार्मोनिक (~ 130 kHz) होने के कारण पहले हार्मोनिक (~ 65 kHz) की तुलना में अधिक परिमाण हो सकता है, इसे हल करने के लिए, जैसा कि माक्र्स ने उल्लेख किया है, एक समाधान जोड़ सकते हैं। उस शोर को फ़िल्टर करने के लिए एक निष्क्रिय फ़िल्टर।

आर्ट के द्वारा एक लेख है , " 1 / f शोर और शून्य-बहाव एम्पलीफायरों ", जो शून्य-बहाव ओप एम्प्स में शोर के बारे में बात करता है।

यदि आप Op Amp Noise के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो No के लिए TI प्रेसिजन लैब्स देखें


2

जवाब नहीं है, लेकिन मैं आपको बता सकता हूं, प्रेरणा के लिए, मैं इस पर कैसे बहस करूंगा।

सबसे पहले, मैं एक बाईपास कैप को सही चिप में मिलाप करने की कोशिश करूंगा। एक 0603 भाग, 100nF, और अन्य पिन से कनेक्ट करने के लिए ब्रैड का उपयोग करें (कम अधिष्ठापन के लिए)। आप बाइपास कैप relatuvely उच्च प्रेरण vias के पीछे हैं, और यह उन्हें स्पाइक्स के लिए अप्रभावी बना सकता है। स्पाइक्स 131 kHz पर हैं, लेकिन आवृत्ति सामग्री बहुत अधिक है, इसलिए अच्छा बाईपास बहुत मायने रखता है।

यह शायद विफल होगा :-)।

तब मैं amp को प्रतिस्थापित करूंगा: 1. एनालॉग डिवाइसेज कुछ बहुत कम ऑफसेट ट्रिम किए गए amps बनाता है। ऑटो-शून्य amp में ऑफ़सेट उतना कम नहीं है, लेकिन इसे देखें। वे थोड़े अधिक महंगे हैं, इसलिए अपने बजट और ऑफ़सेट आवश्यकताओं के विरुद्ध जांच करें। AD8615 और समान देखें। केवल एक चीज, जो उच्च-मात्रा वाले उपभोक्ता सामान के लिए थोड़ी महंगी मिलती है।

2 इसके अलावा, बुर-ब्राउन वंश (अब टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स।) से एक अच्छा पुराने वाद्य द्विध्रुवीय ओपैंप पर विचार करें। पूर्वाग्रह वर्तमान से छुटकारा पाने के लिए दोनों इनपुट पर समान प्रतिबाधा का उपयोग करें, और सुनिश्चित करें कि इनपुट प्रतिबाधा काफी कम है कि ऑफसेट वर्तमान कोई फर्क नहीं पड़ता। कुछ ऐसा ही है opa237।

  1. फैल-स्पेक्ट्रम घड़ी के साथ शायद एक अलग ऑटो-शून्य amp प्रयास करें। फिर से, एनालॉग डिवाइस भागों को देखें।

सौभाग्य


1
वह तार स्व-अधिष्ठापन 0.834 एनएच है। इसके प्रभाव के महत्व को निर्धारित करने का कोई गणितीय तरीका?
कीगन जय
हमारी साइट का प्रयोग करके, आप स्वीकार करते हैं कि आपने हमारी Cookie Policy और निजता नीति को पढ़ और समझा लिया है।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.